ensayo de penetraciÓn cuasi - estÁtica profunda de cono y cono de fricciÒn

UNIVERSIDAD PERUANA DE LOS ANDES

“Año de la Consolidación del Mar de Grau”

TEMA: ENSAYO DE PENETRACIÓN CUASI – ESTATICA PROFUNDA DE SUELOS CON CONO Y CONO DE FRICCIÓN

APELLIDO – NOMBRE:

MEJIA NUÑEZ ROSA EDITH BERNAL CARRASCO ELI ANTHONY

CURSO: MECANICA DE SUELOS 2

PROFESOR: FERNANDO UCHUYPOMA MONTES

SECCIÓN: A1

CICLO: VI

AÑO:

2016MECÁNICA DE 1 SUELOS 2


ENSAYO DE PENETRACIÓN CUASI – ESTATICA PROFUNDA

DE SUELOS CON CONO Y CONO DE FRICCIÓN

MECÁNICA DE 2 SUELOS 2


ÍNDICEI.- CAPITULO

INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………5

RESUMEN……………………………………………………………………………6

PROCEDIMIENTO…………………………………………………………………..7

II.-CAPITULO

ABSTRACT………………………………………………………………………….14

PROCESS……………………………………………………………………………15

2.1.-PROBLEMAS DE LA INVESTIGACION…………………………………….18

2.2.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………………………………………18

2.3.-FORMULACION DEL PROBLEMA…………………………………………..19

2.4.- JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION…………………………………19

2.5.-MARCO REFERENCIAL……………………………………………………….20

2.6.-MARCO TEORICO……………………………………………………………...22

2.7.-OJETIVO………………………………………………………………………….42

2.8.- HIPOTESIS……………………………………………………………………….42

III.-CAPITULO

3.1.-METODO…………………………………………………………………………..42

3.2.-TIPO Y DISEÑO DE INVESTIGACION………………………………………....42

3.3.-TIPO DE INVESTIGACION………………………………………………………42

3.4.-DISEÑO DE INVESTIGACION…………………………………………………..43

3.5.-VARIABLES……………………………………………………………………….43

3.6.-INSTRUMENTOS DE INVESTIGACION……………………………………….43

3.7.-PROCEDIMIENTO-RECOLECCION DE DATOS……………………………..44



IV.-CAPITULO

4.1.-RESULTADOS………………………………………………………………….47

4.2.-PRESENTACION DE RESULTADOS……………………………………….47

4.3.-CONCLUSIONES……………………………………………………………….49

4.4.-RECOMENDACIONES…………………………………………………………49

V.-CAPITULO

5.1.-REFERENCIAS Y ANEXOS……………………………………………………50



I.- INTRODUCCIÓN

Este trabajo examina la evolución del ensayo de penetración para la determinación de las propiedades ingenieriles de los suelos y su aplicación a los problemas geotécnicos. En especial de las técnicas conocidas internacionalmente, se estudia en este trabajo la metodología que incluye la penetración dinámica de un elemento captor (cuchara partida), el cual normalizado y debidamente calibrado permite cuantificar algunas propiedades mecánicas de los suelos.

La aplicabilidad de los distintos métodos de ensayos in situ es relativa según los parámetros mecánicos que se pretendan obtener. Indudablemente las propiedades más apreciadas por los ingenieros son las que se exhiben en la tabla siguiente:

TABLA 1: PROPIEDADES INGENIERILES DE USO FRECUENTE

Ensayo de penetración cuasi- estática profunda de suelos con cono-cono de Fricción determina la resistencia por punta, Fricción lateral, las componentes de resistencia la penetración que son desarrolladas durante la penetración constante y lenta de una barra con punta cónica en el suelo A este método se le llama también ensayo de cono Holandés o ensayo de penetración cónica que abreviado es 1P- Incluye el uso de penetró metros tanto mecánicos como eléctricos .Esta N-P no intenta resolver todos los problemas de seguridad asociados a su uso. Es responsabilidad del usuario de esta N-P establecer las respectivas medidas de seguridad y salubridad así como determinar la aplicabilidad de medidas regulatorias antes de su uso.

El ensayo de penetración estándar (SPT), desarrollado por Terzagui a finales de los años 20, es el ensayo in situ más popular y económico para obtener información geotécnica del subsuelo. Se estima que el 85 % a 90 % de los diseños de las cimentaciones convencionales de Norte y Sur América se basan en los valores de N medidos en el SPT



2.- RESUMÉN

ENSAYO DE CONO DE ARENA

La calidad durante un proceso de compactación en campo se mide a partir de un parámetro conocido como grado de compactación, el cual representa un cierto porcentaje.

Su evaluación involucra la determinación previa del peso específico y de la humedad óptima correspondiente a la capa de material ya compactado.

Este método de conocer el grado de compactación es un método destructivo ya que se basa en determinar el peso específico seco de campo a partir del material extraído de un hoyo, el cual se realiza sobre la capa de material ya compactada.

Es importante decir que este ensayo aplica solo para suelos granulares y que sean cohesivos, también tenemos que mencionar que mientras se está haciendo el ensayo no puede haber vibraciones cerca del lugar donde se esté haciendo la prueba.

El espesor del hoyo va a depender del tamaño máximo de las partículas contenidas en el suelo, las cuales se muestran en la siguiente tabla

Para hacer este ensayo vamos a necesitar el siguiente equipo:

1. Molde próctor para conocer la densidad de la arena.

3. Equipo (compuesto de un frasco, un cono metálico y arena sílica o de Ottawa que pase la malla #20 y se retenga en la #30

4. Base metálica para el cono

5. Balanza de 20 kg con aproximación de 1 gr



6. Una charola cuadrada

7. Una brocha y una cuchara

8. Una cápsula de aluminio con tapa

9. Un horno con temperatura controlable que sea capaz de mantener una temperatura de 110ºC

10. Un cincel y un martillo

11. Bolsas de plásticas

12. Una placa de 10cm de diámetro

PROCEDIMIENTO

Se mide el diámetro y altura del cilindro y se calcula el volumen del cilindro; después se pesa el cilindro con la base, se cierra la válvula del cono, se coloca éste sobre las mariposas del cilindro evitando que se mueva, se abre la válvula y se llena el molde con arena hasta que ésta se derrame; se cierra la válvula una vez que ha cesado el movimiento al interior del frasco y se enraza el cilindro ayudado por un cordell para evitar ejercer presión, se limpia la base con la brocha y se pesa; por diferencia de pesos se obtiene el peso de la arena que dividida entre el volumen del cilindro nos proporcionará el peso volumétrico. Se repite el proceso anterior de 3 a 5 veces dependiendo las variaciones en el peso de la arena.

Cilindro y base

FRASCO CON CONO

Para obtener el peso de la arena que llena el cono y la base se procede a hacer lo siguiente: se pesa el equipo con arena, se coloca la base sobre una superficie plana (en este caso la charola), se cierra la válvula y se coloca el cono sobre la placa permitiendo que fluya la arena dentro del cono, cuando se detenga el movimiento de la arena dentro del frasco se cierra la válvula y, se pesa el equipo con la arena sobrante.

Cono sobre la placa para obtener el peso de la arena retenida entre el cono y la placa

El siguiente paso es la obtención del peso volumétrico de campo, para ello se pesa el equipo con arena y la cápsula. En el campo, en el lugar en que se realizará la prueba se debe nivelar, colocar la placa y trazar el diámetro de ésta,



se extrae el material procurando evitar pérdidas hasta una profundidad de 8 a 10 cm.

El material extraído deberá colocarse en una bolsa de plástico para evitar que pierda agua. Después se coloca el cono sobre la base, se cierra la válvula y cuando esté listo se abre la válvula para que fluya la arena dentro de la cala y el cono, cuando se llenen ambos elementos, se cierra la válvula y se pesa el equipo con la arena restante. Se pesa el material extraído de la cala y de ahí mismo se obtiene una muestra representativa que será pesada para obtener el contenido de humedad, con estos datos se obtiene el peso específico seco máximo de campo y dividiéndolo entre el peso volumétrico seco máximo de laboratorio nos indica el grado de compactación de campo.

Ejemplo del orden de los datos obtenidos en este ensayo:

TABLA DE DATOS



Cálculos realizados con los datos anteriores:

1. Calibración de la placa y el cono a arena en la placa y el cono (Lb).

APC = P inicial Lab – P final Lab

APC=7000g-5260g

APC=1740g

1740g (1Kg/1000g) 2.2Lb/1Kg=3.828Lbs

2. Calibración de la Arena

a) -Peso Arena (Lb)

WA = (Peso Molde + Arena) – Peso Molde

WA=5581.0 g-4264.2g

WA=1316.80g

(1316.80g*2.2Lb)/1000g=2.896Lbs

b) – Densidad de la Arena. (Lb/pie3)

DA = WA/VA

DA=2.896Lbs/(1/30 pie^3)

DA=86.91 Lbs⁄pie^3

3. Prueba de Campo

a).- Peso de la Arena en el Agujero (Lb.)

WAA = P inicial campo – P final campo – APC

WAA=6997g-2855g-1740g

WAA=2402.0g

2402.0g*(2.2Lb/1000g)=5.2844Lbs



b)- Volumen del Agujero (pie3)

VA = WAA/DA

VA=5.2844Lbs/(86.91 Lbs⁄pie^3 )

VA=0.0608 pie^3

c)- Peso Suelo Extraído (Lb)

WSE = (peso lata+ suelo)- Peso lata

WSE=2699.0-380.4g

WSE=2318.6g

(2318.6g*2.2Lb)/1000g=5.100Lb

d)- Densidad Humedad. (Lb/pie3)

DH = WSE/VA

DH=5.100Lbs/(0.0608pie^3 )

DH=83.896 Lbs⁄pie^3

e).- Porcentaje de Humedad (%)

Lata#8

Plata =40.6

Phumedo = 128.65 – 40.6 = 88.05 g

Pseco =118.75 – 40.6 = 78.15 g

%H = (Ph – Ps) 100/Ps

%H=((88.05-78.15)100)/78.15=12.67%



Lata#1

Plata =41.1

Phumedo = 157.45 – 41.1 = 116.35g

Pseco =144.05 – 41.1 = 102.95g

%H = (Ph – Ps)100/Ps

%H=((116.35-102.95)100)/102.95=13.01%

%H=((12.67+13.01))/2=12.84%

f)- Densidad Seca (Lb/pie3)

Ds = DH/(1+%H/100)

DS=83.896/((1+12.84/100) )

DS=74.35Lb/pie3

g)- % de Compactación

%C = Densidad seca en el Sitio x 100/Densidad Seca en el Laboratorio

%C=(74.350Lb/pie3(100))/((109.2524Lb/pie3))

%C=68.05%



ENSAYO DEL CONO DE FRICCION

Utilizamos el ensayo más fiable a escala mundial, el ensayo de penetración de cono (CPT). El CPT es un método de ensayo in situ para determinar las propiedades geotécnicas y delinear la litología del suelo.

El método de ensayo CPT consiste en el uso de una plataforma hidráulica para introducir a presión una punta cónica instrumentada en el suelo mediante varias barras. Mide de forma continua la resistencia necesaria para penetrar en el suelo a una velocidad constante de dos centímetros por segundo. La fuerza total que actúa sobre el cono se llama resistencia del cono y es el criterio calificador de la fuerza de su suelo. La fuerza que actúa sobre las barras de sondeo proporciona la fricción total. Las mediciones con un cono eléctrico, equipado con un manguito de fricción, proporcionan la fricción del manguito local (CPTE).

Si se debe controlar el nivel exacto de aguas freáticas se instala rápidamente un piezómetro para recoger los datos de presión del agua. La capacidad de empuje del equipo de sondeo la aporta el lastre del camión o unos anclajes roscados para conseguir una reacción adicional.

La información recogida se utiliza para calcular los siguientes parámetros geotécnicos:

ángulo de fricción efectivo

coeficiente de consolidación

capacidad de carga

comportamiento del asentamiento de una cimentación

Esta serie de cálculos detallados nos permite ofrecer un informe exhaustivo con los consejos adecuados para garantizar la idoneidad de sus planes de cimentación.

Utilizamos solo las técnicas de CPT más recientes, incluidas:

Penetró metro de cono mecánico: proporciona los cálculos para la cimentación de edificios mediante medición de la resistencia del cono a intervalos regulares de 20 centímetros. Utilizamos el cono holandés con un manto cónico y el cono Begemann con fricción del manguito local.

Penetró metro de cono eléctrico: recoge una información más completa, permitiendo una mejor clasificación de las capas del suelo (p. ej., la detección de una capa fina de turba en suelos arcillosos). La resistencia del



cono y la fricción local se mide de forma continua cada dos centímetros, lo que permite calcular la tasa de fricción. Un ordenador registra las mediciones transmitidas desde el cono eléctrico hasta la superficie, a través de cable tendido en el interior de las barras del penetrómetro.

Piezocono (CPTU): recoge datos adicionales sobre presión intersticial del agua.

SoniCPT: basado en la “perforación sónica de testigos”, SoniCPT es un sistema único que hemos desarrollado utilizando vibraciones para hacer el suelo más fluido. Las vibraciones se utilizan para aumentar la fluidez del suelo y reducir la fricción, permitiendo al sistema sónico pasar a través de capas de superficie dura o perder sus sedimentos. Cuando el CPT se bloquea, el sistema sónico puede atravesar las capas y continuar las mediciones, lo que ahorra un tiempo valioso.

II. - ABSTRACT

Quality during a compacting process field is measured from a parameter known as compactness, which represents a certain percentage.

Evaluation involves prior determination of specific gravity and optimum moisture corresponding to the layer and compacted material.



This method of determining the level of compaction is a destructive method since it is based on determining the dry specific gravity field from the extracted material of a hole, which is done on the layer of material already compacted.

It is important to say that this test only applies to granular soils and are cohesive, we must also mention that while doing the test can be no vibrations near the place where the test is being done.

The thickness of the hole will depend on the maximum size of the particles contained in the ground, which are shown in the following table:

To this essay we will need the following equipment:

1. Proctor Molde to know the density of the sand.

3. Team (composed of a bottle, a metal cone and Ottawa silica sand or passing the # 20 mesh and retained on the # 30

4. Metal base for the cone

5. Balance of 20 kg to the nearest 1 g

6. A square tray

7. A brush and a spoon

8. An aluminum cap with lid

9. A furnace with controllable temperature which is capable of maintaining a temperature of 110

10. A chisel and hammer

11. Plastic Bags



12. A plate of 10cm diameter

PROCESS

the diameter and height of the cylinder is measured and the volume of the cylinder is calculated; then the cylinder is weighed with the base, the valve cone is closed, it is placed on the cylinder butterflies preventing it from moving, the valve is opened and the mold is filled with sand until it spills; the valve closes once the movement has ceased inside the bottle and helped by a cordell to keep pressure cylinder enraza, the base with the brush is cleaned and weighed; by weight difference the weight of sand divided between the cylinder volume we provide the volumetric weight is obtained. the above process is repeated 3 to 5 times depending on variations in the weight of the sand.

Cylinder basis

BOTTLE WITH CONE

For the weight of the sand that fills the cone and the base proceed to do the following: the team is weighed with sand, the base on a flat surface (in this case the tray) is placed, the valve is closed and place the cone on the plate allowing the sand to flow into the cone, when the movement of the sand into the jar to stop the valve is closed and the computer is weighed with the remaining sand.

Cone on the plate to get the weight of the retained sand between the cone and plate

The next step is to obtain the volumetric weight of field, so the team is weighed with sand and the capsule. In the countryside, in the place where the test will be performed must be leveled, place the plate and trace the diameter of this, the material is removed while avoiding losses to a depth of 8 to 10 cm.

The extracted material should be placed in a plastic bag to prevent water loss. Then the cone on the base is placed, the valve is closed



and when ready the valve is opened to flow the sand in the creek and the cone, when both elements are filled, the valve closes and the computer is weighed the remaining sand. the extracted material Creek is weighed and then himself a representative sample that will be heavy for the moisture content, these data the specific gravity is obtained maximum dry field and dividing by the dry density is obtained maximum laboratory we indicates the degree of compaction field.

FRICTION CONE TESTWe use the most reliable worldwide test, the cone penetration test (CPT). The CPT is a test method to determine in situ geotechnical properties and delineating lithology soil.

CPT test method involves the use of a hydraulic platform to introduce a conical tip instrumented pressure on the floor by several bars. Continuously measures the force required to penetrate the ground at a constant speed two centimeters per second resistance. The total force acting on the cone is called the cone resistance and the qualifying criterion is the strength of his ground. The force acting on the drill stems provides total friction. Measurements with an electric cone, equipped with a friction sleeve, provide local friction sleeve (CPTE).

If you must control the exact level of groundwater a piezometer is quickly installed to gather water pressure data. Pushability team probing the ballast provides truck or screw anchors for further reaction.

The information collected is used to calculate the following geotechnical parameters:

• effective angle of friction

• consolidation coefficient

•Loading capacity

• Behavior of the settlement of a foundation

This series of detailed calculations enables us to provide a comprehensive report with appropriate advice to ensure the adequacy of its foundation plans.

We use only the most recent, including CPT techniques:

• mechanical cone penetrated meter: provides calculations for building foundations by measuring the cone resistance at regular intervals of 20 centimeters. We use



the Dutch cone with a conical mantle and the Begemann cone with local sleeve friction.

• cone penetrated electric meter: collect more complete information, enabling a better classification of soil layers (eg, detecting a thin peat layer in clay soils..). Cone resistance and local friction is measured continuously every two centimeters, which allows to calculate the rate of friction. A computer records the measurements transmitted from the electric cone to the surface through cable laid inside bars penetrometer.

• Piezocone (CPTU): collects additional data on interstitial water pressure.

• SoniCPT: based on the "sonic drilling of witnesses" SoniCPT is a unique system we developed using vibrations to make soil more fluid. The vibrations are used to increase the fluidity of the soil and reduce friction, allowing the sonic system to pass through hard surface layers or lose sediments. When the CPT is blocked, the sonic system can pass through the layers and further measurements, which saves valuable time.

2.1- PROBLEMAS DE LA INVESTIGACIÓNPROBLEMAS ESPECIALES DE CIMENTACION

a) Suelos colapsables .Al ser sometidos a un incremento de carga, o al humedecerse o saturarse.

b) Ataque químico por suelos y aguas subterráneas. Ataque acido, por sulfatos, cloruros.



c) Suelos expansivos. Cuando el PR encuentre evidencias deberá sustentar su evaluación mediante resultados de ensayos para determinación del hinchamiento.

d) Licuación o licuefacción de suelos. El PR deberá calcular la probabilidad de licuación, empleando criterios y procedimientos más recientes, aceptados en Geotecnia.

e) Sostenimiento de excavaciones.

Obras de sostenimiento temporal o definitivo.

2.2.- PLANEAMIENTO DEL PROBLEMAEn nuestro país el diseño de las fundaciones para las estructuras, generalmente se realiza con teorías relacionadas a las propiedades estáticas del suelo, lo cual es limitado para evaluar su comportamiento debido a la actividad tectónica y volcánica en nuestra región. Las propiedades dinámicas son las variables que mejor caracterizan el movimiento del suelo ante cargas cíclicas como las provocadas por sismos, las cuales se obtienen mediante pruebas de ensayo en campo y laboratorio, sin embargo, en nuestro país a esta área no se le ha dado la importancia que merece así tenemos que la Norma Técnica de Diseño por Sismo no obliga la consideración de éstas en los análisis y en otro caso como la Norma Técnica de Cimentaciones su aplicación queda sujeta a criterio del ingeniero, quedando evidenciado la falta de aplicabilidad que ha tenido. Es por esto que se necesita contar con procedimientos para realizar estas pruebas, además del conocimiento del equipo en lo relativo a costos de adquisición, condiciones de infraestructura, personal técnico de laboratorio, para llevar a cabo cada una de éstas.

2.3.- FORMULACIÓN DEL PROBLEMAEl ensayo de penetración cuasi-estática es un ensayo que tiene diversas falencias a la hora de obtener resultados poniendo en riesgo los diseños de elementos de cimentación dándole inestabilidad a la estructura que se desea ejecutar.

El problema del ensayo de campo está centrado en ¿el método empleado para la corrección y correlación de los datos obtenidos en campo dependen del tipo de suelo, según la zona donde se ejecute el ensayo de penetración estándar?, ¿qué otros factores afectarían los resultados finales del ensayo de campo según la zona



donde se tomen las muestras? y por último ¿la cantidad de muestras obtenidas en capo son las necesarias para determinar el análisis final del suelo? Con la investigación centrada en la misma zona se podrá dar respuesta a todas estas preguntas dejando de manera clara y precisa la importancia y las falencias del ensayo de penetración estática.

2.4.- JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓNDebido a la constante actividad sísmica de nuestro país se vuelve imperativo el uso de procedimientos y equipo especializado de ensayos que describan de forma más próxima a la realidad el comportamiento del suelo ante cargas dinámicas, cuyos resultados proporcionen información más confiable al ingeniero estructurista para el diseño de obras civiles. Los daños que los terremotos nos han ocasionado han sido muy variados, entre estos se encuentran:

(a) Licuefacción de suelos, como la ocurrida en 1965 debido a un sismo de magnitud 6.3Ms.

(b) Daños en las estructuras de edificaciones, entre otros; todo lo anterior impacta de forma severa la economía salvadoreña a nivel individual y gubernamental, lo que nos muestra lo vulnerable que somos ante tales eventos, por lo que profundizar en el estudio de estos fenómenos con responsabilidad mediante la Dinámica de Suelos, nos dará las herramientas necesarias para que futuros eventos de esta naturaleza provoquen menos daños. Nuestra normativa de Diseño por Sismo y Diseño de Cimentaciones no le exige al ingeniero la consideración dentro de sus análisis, el uso de los parámetros dinámicos (tales como el modulo G y el amortiguamiento δ, del suelo), por lo que contando con los métodos de ensayo para determinarlos permitiría una revisión de la norma y la inclusión de estos como parámetros de diseño, proporcionando así, mayor seguridad en las construcciones. Como un primer paso para alcanzar el objetivo anterior es que con este trabajo de investigación se documentaran los procedimientos de cinco ensayos dinámicos con los que se pueden determinar las principales propiedades dinámicas de los suelos, lo cual vendría a ser un aporte para que futuras investigaciones den continuidad a este trabajo y sirva como un incentivo para que se contemple en el plan de estudio de la carrera de Ingeniería el área de Dinámica

de Suelos.

2.5.- MARCO REFERENCIALPara determinar las condiciones de cimentación sobre la base de auscultaciones dinámicas, debe conocerse previamente la estratigrafía del terreno obtenida mediante la ejecución de calicatas, trincheras o perforaciones.



Cono Dinámico Tipo Peck UNE 103-801. Se utiliza para auscultaciones dinámicas que requieren investigación adicional de suelos para su interpretación y no sustituyen al Ensayo de Penetración Estándar. No se recomienda ejecutar ensayos Tipo Peck en el fondo de calicatas, debido a la pérdida de confinamiento. Para determinar las condiciones de cimentación sobre la base de auscultaciones dinámicas, debe conocerse previamente la estratigrafía del terreno obtenida mediante la ejecución de calicatas, trincheras o perforaciones.

Método de ensayo normalizado para la auscultación con penetró metro dinámico ligero de punta cónica (DPL) NTP339.159 (DIN 4094) Las auscultaciones dinámicas son ensayos que requieren investigación adicional de suelos para su interpretación y no sustituyen al Ensayo de Penetración Estándar. No se recomienda ejecutarse ensayos DPL en el fondo de calicatas, debido a la pérdida de confinamiento. Para determinar las condiciones de cimentación sobre la base de auscultaciones dinámicas, debe conocerse previamente la estratigrafía del terreno obtenida mediante la ejecución de calicatas, trincheras o perforaciones.

Método Normalizado para Ensayo de Corte con Veleta de Campo en Suelos Cohesivos NTP 339.155 (ASTM D 2573) Este ensayo es aplicable únicamente cuando se trata de suelos cohesivos saturados desprovistos de arena o grava, como complemento de la información obtenida mediante calicatas o perforaciones.

Método de Ensayo Normalizado para la Capacidad Portante del Suelo por Carga Estática y para Cimientos Aislados NTP 339.153 (ASTM D 1194) Las pruebas de carga deben ser precedidas por un EMS y se recomienda su uso únicamente cuando el suelo a ensayar es 12.

Ventajas y Desventajas del CPT La prueba de penetración de cono está ganando popularidad en los Estados Unidos como un efectivo ensayo in situ para la estimación de propiedades del suelo. Sin embargo, su uso en el noreste ha estado limitado principalmente debido a la disponibilidad limitada de equipo y los depósitos de los suelos glaciales. En el Cuadro, se muestra varias ventajas y desventajas del CPT. Cuadro de Ventajas y desventajas de la prueba de penetración de cono (Kulhawy y Mayne 1990)



2.6.- MARCO TEÓRICO



TIPOS DE SUELOS Y SUS CARACTERÍSTICAS EN EL ÁREA METROPOLITANA DE SAN SALVADOR (AMSS), SAN MIGUEL Y LA UNIÓN

El Área Metropolitana de San Salvador, está ubicada dentro del graben que atraviesa la República en dirección O – NO y en las faldas orientales del volcán de San Salvador.

Extendiéndose sobre una superficie relativamente plana, erosionada entre 650 y 850 msnm. La parte Este presenta una superficie plana, cortada por muchos surcos erosivos y ríos, que originan fuertes y profundos taludes en los cauces.

En el Sur esta bordeada por la montaña costera (Altura hasta de 1100 msnm) y el Cerro de San Jacinto (1154 msnm) hacia el Oeste el Volcán de San Salvador (1967 msnm), en el Este por el Lago de Ilopango (450 msnm), y al Norte por el Cerro de Mariona (798 msnm)

Las diferencias de altura son relativamente altas, entre 1,967 msnm para el Picacho y el lecho de valle del Río Acelhuate, cerca de 400 msnm. Estos son los extremos, pero la mayoría del área poblada está ubicada 500 y 800 msnm que es un nivel común de la depresión salvadoreña y sus planicies.

El Área Metropolitana de San Salvador está constituida básicamente de cenizas volcánicas, productos piroplásticos depositados de erupciones sucesivas violentas de los volcanes de Ilopango y Boquerón. En estos depósitos predominan la pómez, que es un silicato de aluminio y hierro generalmente acido, de reducida densidad como espuma solidificada cuyos huecos y tubos intercomunicados de variedad fibrosa se originaron debido al gran desprendimiento de gases en su formación. La forma de los granos de suelo



predominante, es equidimensional y su textura es rugosa, la distribución granulométrica varia, pero básicamente se puede clasificar como un limo arenoso (ML) o una arena limosa (SM); y se encuentran mayormente en la zona central de San Salvador. Dentro de las características de estos suelos tenemos las siguientes: resistencia en estado seco desde muy pequeña hasta regular, bajo el limite liquido y alto índice de plasticidad, entre regular y pobre para fundaciones, malo para el desgaste aun con tratamiento bituminoso, casi nada de encogimiento (elasticidad), bastante fácil de compactar con equipo; tiene un peso volumétrico aproximado a 100 y la relación de vacios es más o menos 0.70 y el California Bearing Rattio (C.B.R) oscila entre 6 a 25.

“Para San Salvador corresponden en su mayoría los siguientes tipos de suelos: arena limosa, limos arenosos, limos arcillosos y suelos altamente contaminados de materia orgánica.No obstante, los suelos de características friccionantes predominantes en el área son desde el punto de vista petrológicos, cenizas volcánicas de edad reciente producto del marcado volcanismo explosivo del área.

En cuanto a los suelos arcillosos se han formado como consecuencias del arrastre de las zonas altas del volcán de San Salvador donde la meteorización

es mayor como producto de la condición climática”8.

“Los departamentos de San Miguel y La Unión, están ubicados en el oriente del país. Según los mapas geológicos de El Salvador, al Oeste de la ciudad de San Miguel, esta conformada por rocas del tipo volcánico, piroclásticas, tobas fundidas y no fundidas, en la zona Este de la ciudad se encuentra conformada por sedimentos recientes, como aluviales, pie de monte y fluviales. En el Área Metropolitana de San Miguel, predomina el material arcilloso combinado con limos, pómez y arenas a profundidades variables”.

RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE

En El Salvador existen las siguientes instituciones donde puede encontrarse información sobre las condiciones geotécnicas del suelo: Servicio Nacional de Estudios Territoriales (SNET), Centro Nacional de Registros (CNR), Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG). Y para el AMSS La Oficina de Planificación para el Área Metropolitana de San Salvador (OPAMSS)



Interpretación de fotografías aéreas

La interpretación geológica de las fotografías aéreas de un sitio, realizada por un ingeniero geólogo capacitado para ello, permite identificar de manera preliminar las características geológicas del sitio, tales como fallas, fracturas y los fenómenos geodinámicos relacionados con zonas de taludes inestables y zonas erosionables. Con respecto a los suelos, se pueden identificar las características probables de los suelos superficiales e inferir en las del subsuelo así como definir posibles bancos de préstamo.

RECORRIDO DE CAMPO

El recorrido de campo lo debe realizar un ingeniero especialista en geotecnia, acompañado de un ingeniero geólogo; los objetivos serán:

Comprobar la interpretación foto geológica antes descrita, además de identificar y clasificar los suelos superficiales. Visitar las estructuras construidas en la zona e indagar

sobre su comportamiento. Obtener información adicional que permita programar la investigación de

detalle. Topografía general del sitio. Estratificación del suelo, observada en los cortes profundos: carreteras, vías férreas, etc. Tipo de vegetación del sitio, indica la naturaleza del suelo. Altura de las aguas máximas, especialmente en el caso de puentes y

bóvedas. Nivel de agua subterránea (observación en pozos próximos al lugar). Tipo de construcción en la vecindad (agrietamientos en paredes, tipo de

cimentación, etc.)

INVESTIGACIÓN GEOTÉCNICA DE DETALLE

PROGRAMA

El ingeniero especialista en geotecnia deberá formular el programa de la investigación de detalle, para lo cual deberá considerar la aplicación de las técnicas que se mencionan más adelante y fundamentar su propuesta en la información de la investigación preliminar. Debe además tomar muy en cuenta que



tratándose de cimentaciones con pilotes, las propiedades de los suelos se modifican en la vecindad del elemento, aunque se trate de un procedimiento constructivo de no‐desplazamiento, como el de colado en el lugar, y que en el caso de pilotes que desplazan el volumen de suelo que ocupan, se induce mayor alteración y cambios estructurales al suelo vecino aún a varios diámetros de distancia.

LEVANTAMIENTO GEOLÓGICO

Excepcionalmente se realiza este tipo de levantamiento, ya que usualmente la geología de la región donde se construirá la estructura ha sido estudiada anteriormente o se considera que el recorrido de campo en la etapa de investigación preliminar proporciona la información geológica necesaria y suficiente para el diseño de la cimentación (profunda) de una estructura.

En caso de que se trate de la cimentación de estructuras muy importantes o de desarrollos industriales localizados en áreas poco estudiadas, se justifica realizar el levantamiento geológico de la zona.

EXPLORACIÓN GEOFÍSICA

Los métodos de exploración geofísica aplicables en geotecnia se basan en la medición de la variación de la velocidad de propagación de ondas sísmicas o de la resistividad eléctrica (poco confiable) de los suelos, y mediante su interpretación y correlaciones se deducen las características estratigráficas, posición del nivel freático, posibles tipos y propiedades de suelos y rocas. Estos métodos se utilizan para obtener información preliminar del subsuelo, para complementar la información geológica y reducir el número de sondeos.

En nuestro país, el uso más generalizado en la exploración geotécnica es el método de resistividad eléctrica y el arreglo más común es el de Wenner el cual consiste en utilizar cuatro electrodos hincados en el suelo y espaciados uniformemente a lo largo de una línea recta. Los dos electrodos exteriores se usan para enviar una corriente eléctrica I (generalmente una corriente directa con electrodos de potencial no polarizantes) al terreno. La corriente eléctrica varía entre 50 y 100 miliamperios. La caída de voltaje, V, se mide entre los dos electrodos interiores.

MÉTODO DE CROSS ‐ HOLE

El principio de este procedimiento se ilustra en la figura 3.1c10 que muestra dos agujeros perforados en el terreno a una distancia L entre sí. Se genera un impulso vertical en el fondo de un barreno por medio de una barra de impulso.



Las ondas cortantes así generadas se registran por medio de transductor verticalmente sensible.

La tabla muestra los diferentes métodos que conforman la exploración geofísica.

Tabla 1 Métodos de exploración geofísicaMétodo Descripción Resultados Esperados

Refracción sísmica total

Consiste en determinar el tiempo de arribo de las ondas longitudinales sísmicas, generadas por una pequeña explosión o impacto, a geófonos captadores que envían su señal a un sismógrafo receptor; con esta información se calcula la velocidad de propagación de las ondas.

‐Interpretar la estratigrafía del sitio‐Clasificar los suelos y rocas‐Estimar el módulo elástico dinámico del medioNota:La interpretación de esta prueba siempre debe correlacionarse con la información de sondeos convencionales con extracción de muestras, porque tiene la limitante de no detectar la presencia de estratos blandos que subyacen a otros duros, debido a las condiciones de refracción que se desarrollan.

Resistividad eléctrica

Consiste en determinar la variación con la profundidad de las resistividades aparentes de un medio en que se ha inducido un campo eléctrico.El equipo consiste en una fuente de poder, voltímetro, amperímetro y cuatro electrodos. VER LA FIGURA 1.

‐Definir la estratigrafía.‐Por correlación, clasificar los suelos y rocas del sitio.‐Definir la posición del nivel freático. Nota:La precisión de este método para predecir la estratigrafía de un sitio es generalmente menor que la de refracción sísmica y por ello se utiliza menos, sin embargo es más confiable para determinar la posición del nivel freático.

Radar

Este método esta basado en la propagación de impulsos de ondas electromagnéticas de muy alta frecuencia (100 a 1000MHZ) hacia el interior del suelo: estas hondas son reflejadas por anomalías del subsuelo (irregularidades, interfaces o discontinuidades) a diferentes profundidades que después se captan por medio de una antena en la superficie del suelo.

El sistema de monitoreo permite conocer la profundidad de la anomalía. La profundidad máxima de exploración no sobrepasa los 30 mt (98ft).

Cross HoleConsiste en determinar la velocidad de las ondas de cortante creadas como resultado de un impacto a un estrato del suelo dado. VER LA FIGURA 2

Obtener los valores del modulo de cortante para el diseño de cimentaciones que soportan maquinaria vibratoria y aspectos similares.



La tabla 2 muestra las diferentes resistividades de acuerdo al material con que está compuesto el suelo.

Tabla 2: Valores representativos de la resistividad12

Material Resistividad (ohm m)‐Arenas 500 1500‐Arcillas, limo saturado 0 100‐Arena arcillosa 200 500‐Grava 1500 4000‐Roca intemperizada 1500 2500‐Roca sana >5000

EXPLORACIÓN, MUESTREO Y PRUEBAS DE CAMPO


Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐Figura 3: Método de sondeo sísmico cross hole‐


El planeamiento del trabajo de exploración tiene como objetivo determinar las condiciones del suelo o roca en la cual se va a cimentar una estructura; entre ellas tenemos: profundidad, espesor, extensión de cada uno de los estratos; profundidad de la roca y del agua subterránea así como la resistencia y compresibilidad.

Un programa cuidadosamente planeado y llevado a cabo, así como la correcta interpretación de los resultados, será un factor determinante para el éxito de una obra de ingeniería.

Entre los aspectos a considerar dentro del trabajo de exploración es el determinar el espaciamiento entre los sondeos, de tal manera que se pueda obtener la información anteriormente descrita. Al iniciar la investigación exploratoria, es imposible determinar el espaciamiento y profundidades de los estratos no varían entre los sondeos, ya que éste no depende sólo del tipo de estructura, sino también de la uniformidad y regularidad del depósito del suelo, por ello se deberá comenzar con un espaciamiento estimado, el cual aumentará si se necesita datos adicionales o disminuirá si los espesores son demasiado en todos los sondeos. El espaciamiento debe ser menor en áreas que serán sometidas a cargas pesadas y mayor en las áreas menos críticas. A continuación se detalla en la tabla 3 los espaciamientos entre sondeos que se utilizan a menudo en el planeamiento de trabajos de sondeos.

Tabla 3: Profundidades de los sondeos14

Ancho del edificio (mt)

Número de pisos / profundidades de los sondeos (mt)

1 2 4 8 1630 3.5 6.0 10.0 16.0 24.0

60 4.0 6.5 12.5 21.0 33.0

120 4.0 7.0 13.5 26.0 44.0

Para realizar estos sondeos, se cuenta con los siguientes mecanismos de exploración:

PENETRÓMETROS.

Son conos o tubos de acero que se hincan a presión (estáticos) o con el impacto



de una masa (dinámicos) y permiten definir indirectamente la estratigrafía del sitio, la variación de la compacidad relativa y la resistencia al corte (drenada) de las arenas con la profundidad, así como la resistencia al corte no drenada de las arcillas. Con el Penetrómetro estándar se recuperan, además, muestras alteradas que permiten definir confiablemente la estratigrafía. Cabe aclarar que la resistencia al corte drenado de las arenas depende de la permeabilidad de éstas, así como de sus condiciones de frontera para el flujo de agua; aunque esto ciertamente es cuestionable cuando las arenas están contaminadas con limos y se trata de ensayos de penetración dinámica.

En la exploración de un sitio los Penetrómetros se emplean de acuerdo con tres criterios de aplicación:

Como instrumento de exploración para definir la estratigrafía y facilitar con ello la selección de los muestreadores de suelo que deberán emplearse.

Para disminuir el costo de realización de sondeos complementarios para cubrir un área grande.

Como técnica única de exploración, en proyectos de bajo costo que no puedan justificar sondeos de muestreo.

A continuación se detallan los ensayos de penetración de mayor utilidad en el campo de la geotecnia.

PENETRÓMETRO ESTÁNDAR (SPT).

El Penetrómetro Estándar es un tubo de dimensiones normalizadas que se hinca a percusión. Consiste en un tubo de pared gruesa partido longitudinalmente, con una zapata de acero endurecido y una cabeza que lo une al extremo inferior de la columna de barras de perforación con que se hinca; la cabeza tiene un conducto para la salida de azolves a través de una válvula esférica o una válvula de varilla. Opcionalmente se utiliza una trampa de paso para retener las muestras (ASTM D‐1586).

El equipo auxiliar para el hincado consiste en una masa golpeadora de acero de 64kg con una guía de caída libre de 75cm y barras de perforación AW ó BW (4.44 y 5.40cm de diámetro; 6.53 y 6.23 Kg/m de peso, respectivamente) con un yunque de golpeo incorporado a la columna de barras. La masa golpeadora se



levanta con un malacate de fricción (cabeza de gato). Ver figura 4.

Este penetrómetro se hinca 45cm en el fondo de una perforación de 7.5cm de diámetro mínimo, con los impactos de la masa de 64Kg se cuenta el número de golpes para hincar cada tramo de 15cm. Se define como resistencia a la penetración estándar, al número N de golpes necesarios para introducir el penetrómetro los dos últimos tramos de 15cm.; cuando la dureza del suelo no permite introducir más el tubo partido o cuchara partida, N se define por extrapolación.

Cabe mencionar, que las presiones generadas por el suelo a una profundidad determinada, influyen en el número de golpes obtenidos a dicha altura. Por lo tanto, es necesario realizar la corrección respectiva de N. Entre las ecuaciones de corrección tenemos las siguientes:

(1) NSPT corregido = NSPT de campo x C n Donde:

C n = 0.77 log10 (20/p);

p= γsuelo x profundidad de sondeo

(2) NSPT corregido = 4NSPT de campo / (3.25+ 0.5P);


Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)Figura 4: Equipo de penetración estándar (SPT)


Resultados Esperados

Definir la estratigrafía del sitio. Determinar por correlación la compacidad relativa de suelos granulares y la consistencia de suelos cohesivos. Obtener muestras alteradas para determinar en el laboratoriosus propiedades índices.

A través del número de golpes NSPT para cada tramo de 30cm y basándose en la clasificación de campo de suelos, con base en el Sistema Unificado de Clasificación SUCS, se define la estratigrafía del sitio explorado. Ver figura 5.

EMPRESA: Figura 5: Registro de sondeo en suelosPROYECTO

:

Sondeo NºSITUACION: COORDENADAS: X:

Y:Z:

FECHA:

PROFUNDIDAD: HOJA:

FRIA

TICO

GOLP

ES

LIMITE DE ATTERBERRG

HUM

EDAD

%

CLAS

IFIC

. U.S

.C.S

PRO

FU

(

NIV

EL COL

MU

Nº

DE

S.P. LL

(%)

IP (%)0.25 Suelo

vegetal.



0.900.65 Grava arenosa, bien graduada, de cantos

angulares de color negruzco.

1.800.90 Grava arenosa similar a la anterior con pasadas

limo arenosas, más abundantes según se produzca.

2.00 0.20 Limo con algo de arena, contiene cantos dispersos, de color blanquecino. Medianamente denso y duro en cuanto a resistencia.

ML 5 7 8 9‐ ‐ ‐ 33.0 15.9 16.8 CL

2.60 0.60SPT 5 8 9 12‐ ‐ ‐

3.20 0.60

6.45

3.25 Limo arcillo arenoso, con cantos de 2 a 3cm de‐ tamaño, angulosos, color marrón oscuro. El material se encuentra suelto y con módulos de material cohesivo.Limo arenoso con cantos dispersos, subred ondeados, pueden alcanzar tamaño máximo de 5 cm. El material se encuentra suelto y presenta un color marrón blanquecino.

7.0

7.601.15

Limo arcilloso marrón oscuro, con gran contenido en materia orgánica. Presenta cantos de grava de 0.5 a 1 cm. De tamaño.

MI 3 4 5 8‐ ‐ ‐ 24.8 8.5 16.2 ML

7.30SPT

11.0 3.40 Limo arenoso, suelto, de color marrón claro.Limo con algo de arena, más cohesivo de color

2marrón claro. Firme (qu=>2 2.5Kg/cm ).‐

11.5 0.50Margas arcillosas con algún canto dispenso,

de2).

color azulado. Duras (qu=4.5Kg/cm

MI 15 20‐ ‐30 40‐

30 20 8.5 CL

12.0 SPT

25 50 R‐ ‐

OBSERVACIONES:MI: muestra inalterada MNC: muestra no

conseguida MA: muestra alterada TP: testigo parafinaSPT: ensayo de penetración estándar N.F: nivel freático.

Basado en el número de golpes necesarios para penetrar el suelo en un tramo de 15cm, puede correlacionarse a través de la tabla (3.5) la compacidad, considerando su validez sólo para arenas localizadas arriba del nivel freático. Para considerar la profundidad a la que se realiza la prueba y el nivel freático, se utiliza la correlación de la figura 6.

Tabla 4 Correlación numero de golpes vrs Compacidad relativa (Terzaghi and Peck)Numero golpes Capacidad

0 4‐ Muy suelta4 10‐ Suelta

10 30‐ Media



30 50‐ Compacta>50 Muy compacta

Así mismo puede correlacionarse N con el ángulo de fricción interna por medio del nomograma mostrado en la figura 7.


Figura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivoFigura 6: Correlación de número de golpes vrs. Esfuerzo vertical efectivo


1. Relación para arenas medianas a gruesas de grano anguloso ha redondeado.2. Relación para arenas finas y arenas limosas.

CONO HOLANDÉS TIPO ELÉCTRICO (CPT)

Para hincarse a presión (estático) tiene incorporadas celdas instrumentadas con deformímetros eléctricos que permiten la medición simultánea de las fuerzas necesarias para el hincado de la punta cónica de 60º, ángulo de ataque y 3.6cm de diámetro y de funda cilíndrica de fricción también de 3.6cm de diámetro y 13.25cm de longitud. Ver figura 8.


Figura 7: Correlación de número de golpes vrs. Angulo de fricción interna ф. Terzaghi and Peck









































RESULTADOS ESPERADOS.

Clasificar los suelos a través de la correlación empírica, sólo si se cuenta con la medición de la resistencia de punta y fricción fs y qc.

Los parámetros de resistencia al corte.

Esta clasificación puede realizarse a través de correlaciones basadas en las gráficas que se muestran en la figura 9 y 10.


Figura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estáticoFigura 9: Clasificación de los suelos con penetrometro estático


Los parámetros de resistencia al corte.

Estos parámetros pueden encontrarse por medio de nomogramas y ecuaciones iterativas que se muestran en la figura 11.


Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.Figura 10: Clasificación estimativa de los suelos con penetrómetro.


EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA IN SITU

PIEZOMETRÍA: (MÉTODO PIEZOCONO):

Es un dispositivo que permite medir la presión de poro del agua intersticial del suelo a diferentes profundidades en un sitio determinado.

Con él se conoce la distribución de presiones en el sitio explorado.

EQUIPO:


Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.Figura 11: Parámetros de resistencias al corte.


Transductor electrónico calibrado, colocado en el interior de una camisa metálica Ø2” con punta cónica.

Dos piedras porosas diametralmente opuestas. Cámara con glicerina desairada.

PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN

1. Hincado a velocidad constante de 2.5 m/s hasta unaprofundidad determinada.

2. Se detiene el hincado y se lee presión de poro, midiendo el tiempo transcurrido después de detener el hincado.

3. Repetir este paso hasta alcanzar presión de equilibrio del suelo, es decir hasta que las lecturas de presión se mantengan constantes.

4. En cada medición se grafica curva de disipación de presión de poro vrs. tiempo transcurrido de lectura.

5. Se gráfica los resultados del sondeo relacionando presión de poro con la profundidad.

CONO SÍSMICO

Es un dispositivo mediante el cual pueden medirse en campo las velocidades de las ondas de corte y de compresión en el suelo a diferentes profundidades. Es muy útil para determinar las propiedades dinámicas de suelos blandos y arenas sueltas.

EQUIPOS

Péndulos unidireccionales Camisa metálica con punta cónica de Ø5cm Sistema de amplificación Tarjeta de adquisición de datos conectada a computadora.

PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN.

Consiste en generar ondas de cortante en la superficie golpeando los extremos de un tablón de madera tal que se le coloca un geófono testigo que permite determinar el instante en que se provocan los impactos. Considerando las trayectorias de propagación que siguen las ondas de corte, debe cuidarse que el sondeo de cono se ubique perpendicularmente a la dirección del impacto a una distancia entre 1 y 3m. Las ondas de cortante así generadas viajan a través de la masa hasta ser detectadas por el cono sísmico a una



cierta profundidad. El sistema de adquisición de datos permite monitorear simultáneamente al geófono testigo y a los péndulos unidireccionales del cono: consecuentemente, es posible determinar el tiempo que las ondas de corte tardan en viajar desde la superficie hasta el cono. Para maximizar la señal que recibe el cono, éste debe orientarse de manera que el plano de oscilación de uno de los péndulos sea paralelo a la dirección del impacto. Con los datos del sondeo se construye el perfil de la curva dromocrónica, que es una gráfica de tiempos de arribo de la onda de corte para cada profundidad de prueba, haciendo una corrección del tiempo para tomar en cuenta la trayectoria inclinada respecto del punto de impacto; la pendiente entre dos puntos de medición consecutivos es la velocidad de la onda de corte. A partir de la densidad del suelo se obtiene el módulo de rigidez al corte máximo Gmáx con la siguiente ecuación:Donde:ρ: densidad del suelo

Vs: velocidad de onda de corte m/s2).

Así mismo se calcula la velocidad de onda a través de la siguiente ecuación:

Donde:

To: período natural del sitio (seg.)

H: profundidad total de exploración (m)

PROCEDIMIENTO DE MUESTREO

MUESTREO ALTERADO

Consiste en la recuperación de muestras en las que el acomodo estructural de sus partículas se ha modificada en forma significativa debido al proceso de extracción. Estas muestras se utilizan en el laboratorio para identificar el suelo, conocer algunas propiedades índices, definir la estratigrafía y preparar especímenes compactados o reconstituidos.

TÉCNICAS‐ Manuales, excavación de pozos a cielo abierto, pozos someros, cortes y zanjas.


To = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/VsTo = 4h/Vs


‐ Con el penetrómetro estándar y equipo de perforación, sobre todo cuando se requieren a mayor profundidad.


El Método manual consiste en recuperar a mano muestras alteradas que se conservan en un recipiente hermético que puede ser una bolsa de polietileno o un frasco hermético de vidrio convenientemente identificado. Las muestras pueden ser de 0.5 a 20Kg, dependiendo de si se emplearán sólo para identificación y determinación de propiedades índice, o si se usarán también para realizar pruebas de compactación. Las muestras se obtienen realizando una perforación con herramientas manuales como pala posteadora y barrenas helicoidales, y con pozos a cielo abierto, zanjas y cortes excavados con picos y palas o maquinaria de excavación y haciendo un muestreo con espátulas y cinceles. Las muestras pueden ser representativas de una sola profundidad o integrales, mezclándolas de todo el pozo.MUESTREO INALTERADO

Consiste en obtener especímenes de suelo que conservan el acomodo estructural de sus partículas sólidas; sin embargo, es posible evitar la relajación de esfuerzos y sus consecuencias en el comportamiento mecánico, que pueden ser ligeras o importante dependiendo del cuidado y la técnica con que se obtengan.

TÉCNICA

‐Pozo a Cielo Abierto (PCA)


Esta técnica puede ejecutarse mediante excavación manual o excavación con máquina.

Permite observar las características estratigráficas del suelo y rescatar muestras inalteradas de los estratos principales. Este procedimiento es recomendable para suelos secos y duros. Pueden excavarse de dos formas: sección cuadrada o circular.

La primera se extrae de pozos a cielo abierto, zanjas y cortes. Consiste en labrar in situ cubos de suelo de 20 a 30cm de lado que se protegen con manta de cielo impermeabilizada. Para obtenerlas se empieza por eliminar el suelo alterado y después con espátula se labran las paredes, que se cubren con polietileno delgado conforme se termina cada una; una vez terminados los lados se cubren



con tela de manta de cielo que se impregna con una mezcla líquida de parafina, a continuación se coloca la caja de protección y se corta la base del cubo, que después se cubre con manta.La segunda, es conveniente cuando se estabilizan las paredes de la excavación con lámina corrugada o ferrocemento. Consiste en colocar anillos de malla electrosoldada separados por lo menos 2cm de la pared de excavación. La malla se fija con anclas cortas de varilla corrugada hincadas a percusión y posteriormente se aplica manualmente el mortero con un espesor mínimo de 4cm. Los anillos generalmente empleados son de 1m de altura; si el terreno es estable, esta altura puede incrementarse.

TÉCNICA

‐Tubo de Pared Delgada


Es utilizado para el muestreo inalterado de suelos blandos a semiduros localizados arriba y abajo del nivel freático; tiene de 7.5 a 10cm de diámetro y se hinca presión.

El tubo se una a la cabeza con tornillos Allen o mediante cuerda repujada. La cabeza tiene cuatro drenes laterales para la salida del fluido de perforación y de los azolves durante el hincado. La válvula de bola impide que la muestra se vea sujeta a presiones hidrodinámicas durante la extracción del muestreador. El muestreador se hinca con un solo movimiento una longitud igual a la del tubo menos 15cm, para dejar espacio a los azolves; la velocidad de hincado debe ser entre 15 y 30cm/s.

Después se deja en reposo 30seg para permitir que la muestra se expanda y se adhiera al muestreador; a continuación se gira para cortar la base y posteriormente se extrae a la superficie y se mide la longitud de muestra recuperada. Un criterio para juzgar en el campo la calidad del muestreo seindica en la tabla 5. En el laboratorio la calidad de las muestras se define observando cortes longitudinales para identificar la alteración que pudieran mostrar lentes delgados de algún material o bien, observando el proceso de secado lento de placas delgadas de suelo cortadas longitudinalmente.

Tabla 5: Recuperación de muestras15

Recuperación % Calidad



Rec = 100 ExcelenteRec = 80 Buena

50 < Rec < 80 MalaRec < 50 Inaceptable

2.7.- OJETIVO OBJETIVO GENERAL. Documentar métodos de ensayo de laboratorio y campo para la determinación de las propiedades dinámicas de los suelos.

2.8.- HIPOTESIS El prototipo de penetró metro cónico genera información confiable sobre la

resistencia a mecánica del suelo . Dada la precisión del penetró metro cónico es posible validar su uso en

suelos suelos.

III.- MÉTODO

3.1.- TIPO Y DISEÑO DE INVESTIGACION

TIPO:

El tipo de investigación es cuantitativa.

Investigación clásica. Se describe, analiza o experimenta las variables de estudio. Se pretende dar un aporte científico sobre un hecho Es real: tangible, observable, medible, reproducible, generalizable,

predecible. Se toma el mayor número posible de individuos a investigar.

3.2.- TIPO DE INVESTIGACIONEl tipo de investigación al que pertenece es:

CUANTITATIVA

La investigación cuantitativa es aquella que analiza elementos que pueden ser medidos o contados.

3.3.- DISEÑO DE INVESTIGACIÓN



El tipo de diseño es cuasi-experimental: se manipula deliberadamente la variable

independiente, Webquest como recurso tecnológico, para ver su influencia en la

variable dependiente, aprendizaje de conservación del medio ambiente, solamente

que difieren de los experimentos verdaderos en el grado de seguridad o

confiabilidad que pueda tenerse sobre la equivalencia inicial de los grupos.

Este tipo de diseño cuasi-experimental, utiliza dos grupos denominados grupos

intactos, el tipo de cuasi experimento es:

Diseño con preprueba - postprueba y grupos intactos.

3.4.- VARIABLESVARIABLE INDEPENDIENTE

Este método se basa en el cono Holandés y consiste en la introducción mediante presión hidráulica, de un cono de dimensiones normalizadas dispuesto de tal forma que pueda registrar alternativamente la resistencia por punta y la resistencia por fricción.

VARIABLE DEPENDIENTE

El CPT es un ensayo simple que ahora es ampliamente usado, particularmente para las arcillas blandas, sedimentos suaves y en depósitos de arena fina y media. El ensayo no se adapta bien a depósitos de gravas o depósitos cohesivos duros. Este ensayo se ha estandarizado por ASTM como D 3441.

3.5.- INSTRUMENTOS DE INVESTIGACION

Se usó los ensayos de penetración estática y el cono y cono de fricción.

3.6.- PROCEDIMIENTO-RECOLECCION DE DATOS



PROCEDIMIENTO DE DATOS En esta parte de la investigación se realizará la evaluación de la información de campo para luego darle una confiabilidad a dicha investigación, para tal efecto se utilizará software como Excel y el SPSS.

RECOLECCION DE DATOS

Los resultados se presentarán a través de: Estadística descriptiva para las variables, tomadas individualmente. Frecuencias y porcentajes. Para contrastar la hipótesis se va utilizar el T – STUDEN para comparar las diferencias en los promedios de las diferencias de los resultados del ensayo.

PARATOS Y MATERIAL NECESARIO

Cono: Es una pieza de acero cilíndrica que termina en forma cónica con un ángulo de 90º. El cono podrá ser perdido o recuperable con las configuraciones respectivas que se reflejan en la figura 1.

Varillaje: Conjunto de varillas de acero macizas que se utilizan para transmitir la energía de golpeo desde la cabeza del varillaje hasta el cono.

Maza: Cuerpo de acero de 63,5 kg ± 0,5 kg de masa.

Cabeza de impacto: Cuerpo de acero que recibe el impacto de la maza y que queda unido solidariamente a la parte superior de varillaje, sin que durante el golpeo pueda existir desplazamiento relativo entre ambos.

Guiadera: Elemento de acero que guía suavemente la maza durante su caída.



Sistema de elevación y escape: Mecanismo mediante el cual se eleva la maza a una altura de 760 mm ± 10 mm, se libera y se permite su caída libre por la guiadera hasta la cabeza de impacto. La velocidad de la maza cuando se libere será nula.

Dispositivos de golpeo: Conjunto de elementos que comprende la maza, la cabeza de impacto, la guiadera y el sistema de elevación y escape.

Martillo de seguridad: Dispositivo de golpeo automático en el que la maza, la cabeza de impacto, la guiadera, y el sistema de elevación y escape están integrados en un mismo elemento. Permite izar la maza y liberarla siempre a la misma altura sin producir movimientos sobre el varillaje de forma que la caída por la guiadera sea totalmente libre y la energía transferida a la cabeza de impacto sea la misma en todos los golpes. El martillo de seguridad permite igualmente establecer una frecuencia de golpeo uniforme.

Guía soporte: Pieza que asegura la verticalidad y el soporte lateral en el tramo del varillaje que sobresale del suelo.

DIMENSIONES Y MASAS En el procedimiento descrito en la Norma los aparatos definidos tendrán las siguientes dimensiones y masas.

INSTRUMENTOS DE MEDIDA



Contador de golpes: El dispositivo de golpeo utilizado, deberá disponer de un contador automático de golpes.

Referencia de profundidad: el equipo de penetración deberá incluir una escala de profundidad de avance marcada de forma indeleble y visible.

Medidor de par: Permitirá la media en N-m del par necesario para girar el varillaje. La capacidad de medida no será inferior a 200 N-m con una graduación de 10 N-m. Su exactitud será comprobada periódicamente.

Referencia de Verticalidad: Inclinó metro que permitirá observar en grados o en tanto por ciento la desviación de verticalidad del varillaje durante la ejecución de la prueba.

PROCEDIMIENTO OPERATIVO

Selección del punto de ensayo: Con el fin de que no haya habido perturbaciones en el punto de ensayo este debe distanciarse por lo menos metro y medio de cualquier otro punto ya ensayado y en el caso de existir sondeos previos, la separación deberá ser como mínimo de veinticinco diámetros.

Emplazamiento y conexiones: En el punto seleccionado se emplazará el dispositivo de golpeo de tal forma que el soporte guía y el eje de la guiadera queden perfectamente verticales y centrados sobre el punto .

El cono ya acoplado (perdido) o enroscado (recuperable) a un extremo del primer tramo de varillaje, se situara sobre el punto elegido a través del soporte guía, conectando posteriormente el otro extremo de varillaje al dispositivo de golpeo. Una vez efectuada esta conexión se comprobara que:

- El varillaje y la guiadera quedan coaxiales.

- Las desviaciones de la verticalidad del primer tramo de varillaje no supera el 2%.

- La longitud libre de varillaje entre el soporte guía y la conexión al dispositivo de golpeo no supera 1,2 m.

Golpeo y penetración: El golpeo se efectuará con una frecuencia comprendida entre 15 golpes y 30 golpes por minuto registrando el número de golpes necesario para introducir en el terreno el cono cada intervalo de 20 cm. Este número de golpes se anota cono N20.

Cuando sea necesario añadir una varilla debe asegurarse que a retirar el dispositivo de golpeo no se introduce movimientos de ascenso o rotación en el



varillaje. Se comprobara cuando se añade la varilla que esta queda enroscada a tope y la desviación de su inclinación frente a la vertical no excede de 5%. El tramo que sobresalga a partir del soporte guía no será superior 1,2 m.

Deberán anotarse todas las introducciones mayores de 15 minutos durante todo el proceso de penetración.

Rotación: Cada metro de penetración debe medirse y anotarse el par necesario para girar el tren de varillaje una vuelta y media . Se considerará que el rozamiento no es significativo por debajo del valor de 10 N.m.

Finalización de la prueba: La prueba se dará por finalizada cuando se satisfagan algunas de las siguientes condiciones:

- Se alcance la profundidad que previamente se haya establecido.

- Se supere los 100 golpes para una penetración de 20 cm. Es decir N20 > 100.

- Cuando tres valores consecutivos de N20 sean iguales o superiores a 75 golpes.

- El valor del par de rozamiento supere los 200 N.m.

IV.- RESULTADOS

4.1.- PRESENTACIÓN DE RESULTADOSDe cada prueba realizada con arreglo a esta norma se presentará un grafico como el de la figura 2 en el que se incluyan los siguientes puntos:

Comprobaciones antes de la prueba Tipo de cono utilizado. Dimensiones y masa Longitud de cada varilla. Masa por metro de varillaje, incluidos nicles de

unión. Masa de dispositivos de golpeo. Fecha y hora de la prueba. Tiempo de duración.

Comprobaciones después de la pruebaDiámetros del cono. Excentricidad y deflexiones del varillaje.

4.2.- CONCLUSIONES



De la investigación de campo y laboratorio, recopilación de información y cálculos efectuados, se concluye lo siguiente:

1.- Se han realizado pruebas de Penetración con los siguientes equipos:

Penetración SPT NTP 339.133 (ASTM D-1586) Auscultación con el Cono Dinámico Peck UNE 103801:1194 Penetración Cuasi Estática Profunda con Cono y Cono de Fricción (CPT) –

Cono Holandés NTP 339.148 (ASTM D3441) Dynamic Probing Light DPL (NTP 339.159 DIN 4094) Dynamic Probing Medium DPM (DIN 404) Cono Sowers Weight Sounding Test – WST (ISO/TS 22476 – 10:2005( E ))

2.- Para efectuar las pruebas se construyó un pozo de prueba de 2.00 m de diámetro y 10.00 m de profundidad.

3.- Las pruebas se realizaron en el pozo de prueba, rellenado con arena fina, no plástica, clasificada como SP, con un Cu =1.896 y Cc=0.95, Gs= 2.73, % menor que la malla N° 200: 4% en promedio, compactadas con una Densidad Relativa Dr=18.2% (GC=90%) y Densidad relativa de Dr=69.3% (GC=100%).

4.- Los valores de “N” del SPT y Cn del Cono Peck se corrigieron por pérdida de energía por el mecanismo de izaje (Er=0.69), por el peso de la base de golpeteo (Ec=0.76 con el Equipo del CISMID y Ec=0.71 con el equipo de CAA

Ingenieros Consultores) y por reflexión de la tubería (El=0.75 entre 0.00 – 3.00, El=0.75 – 0.80 entre 3.00 – 5.00, El=0.85 entre 5.00 – 7.00 y El=0.95 entre 7.00 – 10.00 m, a fin de obtener N60 y Cn(60).

5.- Se aplicó así mismo la corrección por efecto de confinamiento del suelo

(overburden) CN= a fin de obtener N1(60), Cn1(60), qc1, nDPL(1),

4.3.- RECOMENDACIONES



Se recomienda obtener la constante de calibración del equipo de penetración Estándar SPT, mediante los métodos “FV” ó “F2” de acuerdo a la Norma ASTM D4633 (Standar Test Method for Stress Wave Energy measurement for Dinamic penetrometer Testing Systems), utilizando el equipo SPT Analizer u otro similar.

Se recomienda continuar con la investigación empleando la misma arena fina compactada con densidades relativas de Dr =30% - 40%- 50% - 60%, en el pozo de pruebas o en Cámara de Calibración.

Se recomienda investigar el valor de corrección de sobrecargas de tierra “Cn” para los demás equipos empleados.

Se recomienda desarrollar una Norma propia para la prueba del Cono Peck.

4.4.- REFERENCIAShttp://www.vivienda.gob.pe/documentos/documentos_ds_010/4/E_050_Suelos_y_Cimentaciones.pdfhttp://www.inacal.gob.pe/inacal/images/docs/normalizacion/docs/normas-consulta-publica/av25abrMantDSE.pdfhttp://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/prospeccion_de_suelos.pdfhttp://es.slideshare.net/pamemonsalvemorales/mecnica-de-suelos-y-cimentaciones-captulo-1http://www.construccion.org.pe/normas/rne2009/rne2006/files/titulo3/02_E/RNE2006_E_050.pdf

V.-

ANEXOS


http://www.construccion.org.pe/normas/rne2009/rne2006/files/titulo3/02_E/RNE2006_E_050.pdf

http://www.construccion.org.pe/normas/rne2009/rne2006/files/titulo3/02_E/RNE2006_E_050.pdf

http://es.slideshare.net/pamemonsalvemorales/mecnica-de-suelos-y-cimentaciones-captulo-1

http://es.slideshare.net/pamemonsalvemorales/mecnica-de-suelos-y-cimentaciones-captulo-1

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/prospeccion_de_suelos.pdf

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/geotecnia/prospeccion_de_suelos.pdf

http://www.inacal.gob.pe/inacal/images/docs/normalizacion/docs/normas-consulta-publica/av25abrMantDSE.pdf

http://www.inacal.gob.pe/inacal/images/docs/normalizacion/docs/normas-consulta-publica/av25abrMantDSE.pdf

http://www.vivienda.gob.pe/documentos/documentos_ds_010/4/E_050_Suelos_y_Cimentaciones.pdf

http://www.vivienda.gob.pe/documentos/documentos_ds_010/4/E_050_Suelos_y_Cimentaciones.pdf


ENSAYO DE CONO DE ARENA



ENSAYO DEL CONO DE FRICCION O CONO HOLANDES


ensayo de penetraciÓn cuasi - estÁtica profunda de cono y cono de fricciÒn

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